F U N D A M E N T O S D E O R D E N A D O R E S Y S I S T E M A S O P E R A T I V O S
2012
WINDOWS 7 – LINUX UBUNTU
Rodrigo Sánchez Alonso
Justino Rafael Rodríguez Galván
Javier Olmedo Gutiérrez
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Comparativa Windows 7 - Linux, Apuntes de Ingeniería de Telecomunicaciones
Asignatura: Fundamentos de Ordenadores y Sistemas Operativos, Profesor: , Carrera: Ingeniero Sistemas de Telecomunicación, Universidad: UVA
Tipo: Apuntes
2012/2013
1 / 10
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F U N D A M E N T O S D E O R D E N A D O R E S Y S I S T E M A S O P E R A T I V O S
2012
WINDOWS 7 – LINUX UBUNTU
Rodrigo Sánchez Alonso
Justino Rafael Rodríguez Galván
Javier Olmedo Gutiérrez
Contenido
- WINDOWS 7 ...........................................................................................................
- ARQUITECTURA ...................................................................................................................
- PLANIFICACIÓN DE PROCESOS ..............................................................................................
- GESTIÓN DE MEMORIA ........................................................................................................
- INTÉRPRETE DE COMANDOS ................................................................................................
- ENTRADA/SALIDA ................................................................................................................
- BIBLIOGRAFÍA......................................................................................................................
- LINUX UBUNTU ......................................................................................................
- RESUMEN ............................................................................................................................
- ARQUITECTURA ...................................................................................................................
- PROTECCIÓN .......................................................................................................................
- GESTOR DE ARCHIVOS .........................................................................................................
- GESTOR DE PROCESOS .........................................................................................................
- INTÉRPRETE DE COMANDOS ................................................................................................
- GESTOR DE DISPOSITIVOS ....................................................................................................
- GESTOR DE MEMORIA .........................................................................................................
- ENTRADA/SALIDA ................................................................................................................
- BIBLIOGRAFÍA......................................................................................................................
Esta estructura está compuesta por una serie de componentes separados donde cada cual es responsable de sus funciones y brindan servicios a otros componentes. Esta arquitectura es del tipo cliente – servidor ya que los programas de aplicación son contemplados por el sistema operativo como si fueran clientes a los que hay que servir, y para lo cual viene equipado con distintas entidades servidoras.
Una vez creado este diseño las siguientes versiones que sucedieron a Windows NT fueron tomando esta arquitectura como base y le fueron adicionando nuevos componentes.
Una importante característica de Windows, al igual que el resto de los Sistemas Operativos avanzados es la división de tareas del Sistema Operativo en múltiples categorías, las cuales están asociadas a los modos actuales soportados por los microprocesadores. Estos modos proporcionan a los programas que corren dentro de ellos diferentes niveles de privilegios para acceder al hardware o a otros programas que están corriendo en el sistema. Windows usa un modo privilegiado (Kernel) y un modo no privilegiado (Usuario).
Uno de los objetivos fundamentales del diseño fue el tener un núcleo tan pequeño como fuera posible, en el que estuvieran integrados módulos que dieran respuesta a aquellas llamadas al sistema que necesariamente se tuvieran que ejecutar en modo privilegiado (modo kernel). El resto de las llamadas se expulsarían del núcleo hacia otras entidades que se ejecutarían en modo no privilegiado (modo usuario), y de esta manera el núcleo resultaría una base compacta, robusta y estable.
El Modo Usuario es un modo menos privilegiado de funcionamiento, sin el acceso directo al hardware. El código que corre en este modo sólo actúa en su propio espacio de dirección. Este usa las APIs (System Application Program Interfaces) para pedir los servicios del sistema.
El Modo Kernel es un modo muy privilegiado de funcionamiento, donde el código tiene el acceso directo a todo el hardware y toda la memoria, incluso a los espacios de dirección de todos los procesos del modo usuario. La parte de Windows que funciona en el modo Kernel se llama Ejecutor de Windows, que no es más que un conjunto de servicios disponibles a todos los componentes del Sistema Operativo, donde cada grupo de servicios es manipulado por componentes que son totalmente independientes (entre ellos el Núcleo) entre sí y se comunican a través de interfaces bien definidas.
Todos los programas que no funcionan en Modo Kernel operarán en Modo Usuario. La mayoría del código del Sistema Operativo funciona en Modo Usuario, así como los subsistemas de ambiente (Win32 y POSIX que serán explicados en capítulos posteriores) y aplicaciones de usuario. Estos programas solamente acceden a su propio espacio de direcciones e interactúan con el resto del sistema a través de mensajes Cliente/Servidor.
PLANIFICACIÓN DE PROCESOS
Windows NT planifica threads por prioridades. Cuenta con 32 niveles de prioridad divididos en dos clases. Los 16 niveles superiores, de prioridades estáticas, constituyen la clase de tiempo real. Los 16 inferiores (clase variable), donde se ubican los threads de usuario, son de tiempo compartido y se gestionan con disciplina FCFS (First-come, first-served).
GESTIÓN DE MEMORIA
Cuando un proceso se ejecuta, el sistema establece un espacio de direcciones virtuales propio de 32 bits, que permite habilitar un espacio de hasta 4 gigabytes de memoria. Éste está formado por la suma de la memoria RAM instalada, más la memoria virtual asignada.
Windows es un sistema multiproceso, ya que permite la ejecución de varios procesos a la vez. Por norma general, no todos los procesos caben en memoria a la vez, ya sea porque existan muchos procesos, como que el tamaño de éstos sea demasiado grande. Cuando esto sucede, Windows alterna la permanencia de éstos en memoria sacando unos y poniendo otros para que todos puedan ejecutarse. Utiliza la memoria virtual asignada a cada proceso para guardar los datos cada vez que se saca de la memoria. A éste cambio entre memoria física y memoria virtual se le conoce como Swapping.
Para aumentar la velocidad, el cambio no se realiza byte a byte, sino página a página cuyo tamaño en Windows es de 4 KB. De ahí que toda la memoria virtual y física esté paginada. Memoria Virtual en forma de páginas, y memoria física en forma de marcos de página.
La estructura de la memoria en Windows es en forma de árbol, en el cual se definen claramente 3 partes:
Directorio de Páginas (Page Directory): Cada proceso en ejecución, dispone de un solo Directorio de Páginas. Se trata de una tabla con 1024 entradas que almacena los punteros a las Tablas de Página. Tabla de Páginas (Page Table): Cada Tabla de Página es a su vez otra tabla que contiene otras 1024 entradas que ya apuntan a las propias páginas.
Página (Page Frame): Cada Página es un bloque de 4 KB donde se almacenan los
datos de cada proceso.
INTÉRPRETE DE COMANDOS
Microsoft Windows 7 también se puede administrar desde la línea de comandos. Para acceder a la línea de comandos de Windows 7, se pulsa en el Menú Inicio y en el campo de Buscar
disco. Si un bloque particular de la cache se actualiza mientras tanto, se produce un ahorro en la red. -Confirmación retardada: en este el sistema de caches toma la información comprometida y después la escribe en el sistema lógico de archivos para procesos antecedentes.
2.-Controlador del sistema de archivos: El gestor de e/s trata al controlador del sistema de archivos como otra unidad de dispositivo y encamina los mensajes para ciertos volúmenes a controladores de software adecuados para ese adaptador de dispositivo.
3.-Controladores de red: W2K incluye una red integrada con capacidad y apoyo para aplicaciones distribuidas.
4.-Controladores de dispositivos de hardware: Estos acceden a los registros hardware de los dispositivos periféricos a través de puntos de entradas en las bibliotecas de enlace dinámico del ejecutor de W2K, considerando que el código fuente de los controladores de los dispositivos de W2K es transferible entre los distintos tipos de procesadores.
E/S ASINCRONA Y SINCRONÍA W2K ofrece dos modos de operación de e/s: asíncrono y síncrono.
El modo ASÍNCRONO se utiliza para optimizar el rendimiento de una aplicación la cual inicia una operación de e/s y entonces puede continuar ejecutando mientras la solicitud de e/s se completa.
Con e/s SINCRONÍA, la aplicación se bloquea hasta que finaliza la operación de e/s.
W2K ofrece cuatro técnicas para señalizar la finalización de E/S:
1.Señalizar un objeto dispositivo del núcleo: se activa un indicador asociado a un objeto dispositivo cuando una operación sobre ese objeto finaliza. El hilo que llama a la operación de E/S puede continuar la ejecución hasta que alcanza un punto donde debe parar hasta que la operación de E/S termine. En ese punto el hilo puede esperar hasta que termine la operación y entonces continuar. 2.Señalizar un objeto suceso del núcleo: esta técnica permite múltiples solicitudes de E/S simultáneas contra un solo dispositivo o archivo. El hilo crea un suceso para cada solicitud luego el hilo puede esperar a una sola de estas solicitudes o a todo el conjunto de solicitudes. 3.E/S alterable: esta técnica hace uso de una cola asociada a un hilo, conocida como cola llamada a procedimiento asíncrono, en donde el hilo hace solicitudes de E/S y el gestor de E/S sitúa los resultados de estas solicitudes en la cola APC de los hilos llamadores. 4.Puertos de finalización de E/S : esta técnica se usa en w2k para optimizar el uso e hilos, ósea que hay una reserva de hilos disponibles para su uso , así que no es necesario crear un nuevo hilo para gestionar una nueva solicitud.
BIBLIOGRAFÍA
http://es.wikipedia.org/wiki/Windows_
http://www.sc.ehu.es/acwlaroa/SO2/Apuntes/Cap3.pdf
http://cs.uns.edu.ar/~so/data/apuntes/SO-2009-mod%2005%20bw.pdf
http://www.neo-tech.es/wp/doc/presentacion-erc.pdf
http://www.monografias.com/trabajos26/arquitectura-windows/arquitectura-
windows.shtml
http://www.elhacker.net/tiposdearchivo.html
http://marte.unican.es/projects/angelmunozcantera/Anexo_Organizacion_IO.pdf
http://exa.unne.edu.ar/depar/areas/informatica/SistemasOperativos/MonogSO/GEST
ES02.htm#_Dispositivo_de_E/S
http://www.webtutoriales.com/articulos/comandos-windows-
http://windows.microsoft.com/es-ES/windows-vista/Command-Prompt-frequently-
asked-questions
LINUX UBUNTU
RESUMEN
Ubuntu es un sistema operativo de Linux, destinado al uso libre de cualquier persona. El software de este SO se actualiza cada 6 meses, lanzando una versión en abril y otra en octubre. La característica principal de este Sistema Operativo es que es un freeware o software libre, es decir, no tiene copyright y cualquier persona puede modificar su código, así como distribuirlo libremente sin coste alguno. Además, el equipo de Linux se encarga de facilitar al usuario software libres de copyright para sus distintas necesidades, por ejemplo un procesador de textos, de imágenes etc. En cuanto al escritorio, Ubuntu utiliza por defecto Gnome, líder en SSOO Linux aunque hay algunas variables para los distintos sistemas de Linux.
ARQUITECTURA
Ubuntu es soportado tanto para arquitecturas de 32 bits, Intel i32 por ejemplo, como para arquitecturas de 64 como AMD64, aunque bien es cierto que puede habrá incompatibilidades
de diversos drivers.
PROTECCIÓN
En el tema de la protección es el usuario de Ubuntu el encargado de preocuparse por una seguridad, es decir, no debe descuidar su equipo atendiendo a diversos consejos. Para ello, seguir una serie de indicaciones, tales como una contraseña difícil de desencriptar, bloquear el teclado cambiando el atajo de teclado por defecto, o mantener inactivo el administrador. En cuanto a ataques de virus por Internet, el usuario no debe preocuparse en exceso, puesto que al no estar tan difundido como Windows, no existe prácticamente código de virus para este sistema operativo.
GESTOR DE MEMORIA
En cuanto a la gestión de memoria en Ubuntu, se pueden diferenciar varias partes.
En cuanto a la memoria virtual, establece intercambios entre memoria principal y secundaria, transfiriendo bloques entre ambos niveles, de una forma basada en paginación, de secundaria a primaria por demanda y de primaria a secundaria por expulsión, lo que aumenta el rendimiento del SO en cuanto a que aumenta el grado de multiprogramación y permite ejecutar programas que no quepan en memoria principal.
En lo referido a las partes de paginación, segmentación, swapping etc serán explicadas en la parte final del trabajo por la extensión de las mismas.
ENTRADA/SALIDA
En Ubuntu, la biblioteca de entradas y salidas proporciona una interfaz de flujo (stream) utilizando un sistema de buffers (memoria intermedia) simple y eficiente. Mientras la entrada y salida se transforman en flujos lógicos de datos, sus características físicas permanecen ocultas al programador. Cuando un programa comienza tres flujos de texto se inician por defecto, stdin (standard in, entrada estándar), stdout (standard out, salida estándar) y stderr (standard error, salida de error estándar). Los flujos de salida hacen referencia a dispositivos de tipo terminal, siempre utilizan memorias intermedias lineales, es por eso que cuando hay que realizar una gran cantidad de flujos intermedios, hay que descargar esta memoria utilizando fflush. Para utilizar las E/S es necesario incluir la biblioteca stdio.h en un programa.